塑料闪烁树脂合成及应用领域取得新进展

在放射性污染监测和废物管理中，如何有效、快速、稳定地处理与检测关键放射性核素是一个重要的科学和技术挑战。针对这一问题，近日，兰州大学核科学与技术学院及稀有同位素前沿科学中心侯小琳教授、史克亮教授团队成功开发出一种可重复多次使用的高稳定塑料闪烁树脂，实现对放射性核素锝-99的高效分离与检测。相关论文发表于在Advanced Science。

塑料闪烁树脂是一类对目标放射性核素同时具备选择性富集和高效检测能力的双功能材料，在实际使用时可大幅缩短分析时间，解决传统分析流程中分离和检测过程彼此割裂的问题。然而已报道的闪烁树脂在高酸，高盐或强辐照环境中会存在功能基团脱落的问题，严重影响实际使用。研究团队通过使用4-乙烯吡啶与二乙烯苯编织了一套超交联的聚合物“盔甲”，并首次使用Br-NPO作为闪烁剂，接枝在聚合物基体上，进一步筛选吸附功能基团以获得最佳的吸附能力。通过将双功能基团化学键接枝的形式，显著增强了塑料闪烁树脂在各种极端环境下的稳定性，并可保证在性能不变情况下重复十次。

研究团队通过实验测试和理论模拟两个角度深入研究了合成闪烁树脂的各项性能。实验结果表明，塑料闪烁树脂对目标核素具备超高的吸附容量、快速的动力学响应、优秀的抗辐照能力、良好的探测效率和多次重复使用能力，并与其他报道的优秀材料进行对比，验证了塑料闪烁树脂吸附性能的优异。此外，实验结果和理论计算均证明在大量干扰离子存在条件下，闪烁树脂仍对TcO4-具备超强的选择性富集能力，该结果为复杂样品分析中高效选择性捕获和快速检测放射性核素99Tc提供理论基础。本工作首次合成双功能基团稳定的闪烁树脂，克服材料稳定性缺陷限制实际应用的问题，有望实现放射性核素的简单、快速、高效的自动化富集测量，绿色环保，不产生额外放射性废物，极具工业化应用潜力。

相关论文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202411523

Cn 闪烁树脂的设计思路、合成方案及使用方法。兰州大学供图。